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Patent Searching and Data


Title:
ROTARY DISC HAVING ASYMMETRICAL TOOTH GAPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/049695
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a non-circular rotary disc which can be rotated at a rotary angle about a rotational axis (12). Teeth (20) and tooth gaps (22) which are situated between teeth (20) are arranged on a circumference of the rotary disc (10), a tooth-gap centre line (30) extending through the centre of said tooth gaps (22). In a consistent manner, the tooth gaps (22) are arranged in each case asymmetrically with respect to their corresponding tooth-gap centre line (30).

Inventors:
KERN ROMAN (DE)
POMMEL VINCENT (DE)
GUCKEL YVONNE (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/059629
Publication Date:
May 02, 2008
Filing Date:
September 13, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
KERN ROMAN (DE)
POMMEL VINCENT (DE)
GUCKEL YVONNE (DE)
International Classes:
F16H55/08; F02B67/06; F16H35/02; F16H55/17; F16H55/30
Foreign References:
DE2203233A11973-08-02
DE146331C
Attorney, Agent or Firm:
SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Rotationsscheibe, die um einen Drehwinkel um eine Rotationsachse (12) rotierbar ist, mit einer Anzahl von an einem Umfang der Rotationsscheibe (10) angeordneten Zähnen (20) sowie zwischen den Zähnen befindlichen

Zahnlücken (22), durch deren Mitte eine Zahnlückenmittellinie (30) verläuft, und einem Rotationsscheibenradius, der funktional von dem Drehwinkel und einem bestimmten mittleren Radius abhängt,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zahnlücken (22) jeweils asymmetrisch zu ihrer entsprechenden Zahnlückenmittellinie (30) sind.

2. Rotationsscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlückenmittellinien (30) jeweils im wesentlichen auf den lokalen Krümmungsmittelpunkt des Umfangs der Rotationsscheibe (10) ausgerichtet sind.

3. Rotationsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil jeder Zahnlücke (22) einen den Grund der Zahnlücke bildenden ersten Abschnitt (A), der ein erstes Ende (40) und ein dem ersten Ende (40) entgegengesetztes zweites Ende (42) aufweist, einen zur Ausbildung einer kraftübertragenden Zahnflanke vorgesehenen zweiten Abschnitt (B), der sich an das erste Ende (40) anschließt, und einen dritten Abschnitt (C) umfasst, der sich an das zweite Ende (42) anschließt.

4. Rotationsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (A) eine erste Krümmungsrichtung aufweist und der zweite (B) und der dritte (C) Abschnitt eine zu der ersten Krümmungsrichtung entgegenge- setzte zweite Krümmungsrichtung aufweisen.

5. Rotationsscheibe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass

der Krümmungsradius des zweiten Abschnitts (B) größer als der Krümmungsradius des dritten Abschnitts (C) ist.

6. Rotationsscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass das Verhältnis des Krümmungsradius des zweiten Abschnitts (B) zu dem Krümmungsradius des dritten Abschnitts (C) in etwa 1 ,6 bis 2,2 beträgt.

7. Rotationsscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Krümmungsradius des dritten Abschnitts (C) zu dem Krümmungsradius des ersten Abschnitts (A) in etwa 3,5 bis 5 beträgt.

8. Rotationsscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Krümmungsradius des zweiten Abschnitts (B) zu dem Krümmungsradius des ersten Abschnitts (A) in etwa 5,5 bis 11 beträgt.

9. Rotationsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang der Rotationsscheibe (10) im wesentlichen unrund ist.

10. Rotationsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsscheibenradius durch eine harmonische Entwicklung der folgenden Form ausdrückbar ist:

r (t) = r mmel + ∑δr ι cos(n ι t + φ ι ) ,

wobei hierin ist: r mιtte i = mittlere Radius,

Sr 1 = eine Unrundheitsamplitude,

H 1 = Anzahl der Erhebungen, φ x = eine Phasenlage, und t = ein Laufparameter aus einem Intervall von 0 bis 2π.

11. Rotationsscheibe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsscheibe (10) eine konzentrischen Kreisfläche aufweist, die von den Zahnlückensymmetrieachsen (30), die nicht durch die Rotationsachse (12) verlaufen, nicht durchkreuzt ist.

12. Antriebsvorrichtung, mit mindestens zwei Rotationsscheiben (10) und einem kraftübertragenen Endloselement zum übertragen einer Kraft zwischen den Rotationsscheiben (10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Rotationsscheiben (10) eine Rotationsscheibe (10) nach einem der An- Sprüche 1 bis 11 ist.

13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, die zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist.

14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, die zum Einsatz in einem Luftfahrzeug ausgebildet ist.

15. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, die eine Synchronantriebsvorrichtung ist.

16. Umschlingungsgethebe, mit mindestens zwei Rotationsscheiben (10) und einem kraftübertragenen Endloselement zum übertragen einer Kraft zwischen den Rotationsscheiben (10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Rotationsscheiben (10) eine Rotationsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.

Description:

Bezeichnung der Erfindung

Rotationsscheibe mit asymmetrischen Zahnlücken

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationsscheibe, insbesondere eine asymmetrische Ausgestaltung der Zahnlücken bzw. der Zähne der Rotationsscheibe. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Antriebsvorrichtung mit mindestens einer erfindungsgemäßen Rotationsscheibe und ein Um- schlingungsgethebe mit mindestens einer erfindungsgemäßen Rotationsscheibe.

Hintergrund der Erfindung

Antriebssysteme auf der Basis von kraftübertragenden Endloselementen, wie bspw. Riemen oder Ketten, und Zahnrädern sind in industriellen Anwendungen weit verbreitet. Insbesondere in Verbrennungsmotoren werden solche Antriebssysteme bspw. zur übertragung eines Moments von der Kurbelwelle auf die Nockenwellen verwendet.

Neben der Nockenwelle und der Kurbelwelle können auch weitere Komponen- ten, wie bspw. Wasser- oder Kraftstoffpumpen durch Riemen oder Ketten angetrieben sein. Als Oberbegriff für Riemen- und Kettentriebe spricht man von so genannten Umschlingungsgetrieben.

Bei derartigen Antriebssystemen bzw. Umschlingungsgetrieben treten so ge- nannte Trumschwingungen auf. Bei solchen Trumschwingungen kann es sich um Transversal-, Longitudinal- oder Torsionsschwingungen des kraftübertragenden Endloselements handeln, die durch zyklische Motorbewegungen erregt

werden. Die zyklische Erregung der Trumschwingung erfolgt in der Regel durch ein ungleichförmiges Anthebselement des Verbrennungsmotors.

Wesentlich sind insbesondere die Torsionsschwingungen bzw. Drehwinkel- Schwankungen der einzelnen angetriebenen Bauteile gegeneinander. Dabei tritt ein sogenannter „timing error" auf, d.h. ein Verdrehwinkel der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle. Wenn dieser Winkelfehler zu groß ist, entstehen beim Betrieb des Motors Emissionen jenseits der zugelassenen Schadstoffgrenzwerte.

Darüber hinaus tritt bei Zahnriemen aufgrund der Drehwinkelschwankungen eine ungleichmäßige Belastung auf, die Zahnriemenrisse fördert und die Lebensdauer des verwendeten Zahnriemens verringert.

Daher wurden unrunde Zahnräder vorgeschlagen, um diese Trumschwingun- gen und Drehwinkelschwankungen auszugleichen. Unter unrunden Zahnrädern sind dabei solche Zahnräder zu verstehen, die keinen kreisförmigen Umfangs- querschnitt aufweisen und bei denen die Wirkkurve bzw. der Umschlingungs- bogen des kraftübertragenden Endloselements nicht kreisförmig ist.

So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2004 048 629 A1 eine unrunde Rotationsscheibe eines Steuertriebs. Die Rotationsscheibe weist dabei einen Rotationsscheibenradius auf, der funktional von dem Drehwinkel und einem mittleren Radius abhängt, wobei der mittlere Radius so gewählt ist, dass eine umlaufende Bogenlänge einer Rotationsscheibenumschlingungskurve gleich dem Produkt aus dem vorgegebenen Abstand der Mittelpunkte benachbarter Zähne und der Anzahl der Zähne ist.

Des weiteren beschreibt die Gebrauchsmusterschrift DE 202 20 367 U1 eine Synchronantriebsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Rotoren, die mittels eines kraftübertragenden Endloselements miteinander gekoppelt sind, wobei einer der Rotoren ein nicht-kreisförmiges Profil mit mindestens zwei vorstehenden Abschnitten aufweist, die sich mit rückstehenden Abschnitten abwechseln, wobei die Winkelpositionen der vorstehenden und rückstehenden Abschnitte des

nicht-kreisförmigen Profils und das Ausmaß der Exzentrizität des nichtkreisförmigen Profils derart gewählt sind, dass das nicht-kreisförmige Profil ein entgegengesetztes schwankendes korrigierendes Drehmoment an das kraftübertragende Endloselement anlegt, das ein schwankendes Belastungsdreh- moment eines Belastungsaufbaus verringert oder es im wesentlichen aufhebt.

Im Betrieb dieser vorgeschlagenen Rotationsscheiben bzw. der vorgeschlagenen Synchronantriebsvorrichtungen zeigte sich, dass die Drehwinkelschwankungen zwar im wesentlichen ausgeglichen werden können, trotz allem jedoch ein hoher Riemenverschleiß auftritt. Der hohe Riemenverschleiß wiederum macht kurze Serviceintervalle notwendig und führt zu hohen Wartungskosten der betreffenden Anlagen.

Des weiteren wurde bei dem Betrieb von unrunden Rotationsscheiben zusam- men mit Rollen- bzw. Hülsenketten festgestellt, dass bei Rotationsscheiben mit sehr großen Unrundheiten ein Steg der Kette unter Umständen nicht wie vorgesehen in eine Zahnlücke gleitet, sondern von oben auf einen Zahnkopf eines der Zähne aufschlägt. Dies führt nicht nur zu einem unrunden Lauf der Kette, sondern kann die Kette oder die Rotationsscheibe beschädigen oder sogar zer- stören.

Neben den bisher eingesetzten Unrundheiten zum Ausgleichen der Drehwinkelschwankungen bedarf es somit einer Rotationsscheiben- bzw. Zahnauslegung, die Belastungsspitzen vermeidet und ein möglichst gleichmäßiges "Tragbild" im Umschlingungsbogen, d.h. dem Kontaktbereich zwischen dem Riemen bzw. der Kette und der Rotationsscheibe, bereitstellt und das Einlauf- bzw. Auslaufverhalten von den Riemen bzw. den Ketten auf den unrunden Rotationsscheiben verbessert.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationsscheibe, eine Antriebsvorrichtung oder ein Umschlingungsgethebe bereitzustellen, bei der bzw.

bei dem Drehwinkelschwankungen ausgeglichen werden, ein verringerter Verschleiß des kraftübertragenden Endloselements auftritt und ein verbessertes Einlauf- bzw. Auslaufverhalten des Riemens bzw. der Kette bereitgestellt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Rotationsscheibe gemäß Anspruch 1 , einer Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 12 und ein Umschlingungsgethebe gemäß Anspruch 16 gelöst.

Die erfindungsgemäße Rotationsscheibe ist um einen Drehwinkel um eine Rotationsachse rotierbar und weist eine Anzahl von an einem Umfang der Rotationsscheibe angeordneten Zähnen sowie zwischen den Zähnen befindliche Zahnlücken auf, durch deren Mitte eine Zahnlückenmittellinie verläuft, und um- fasst des weiteren einen Rotationsscheibenradius, der funktional von dem Drehwinkel und einem bestimmten mittleren Radius abhängt und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlücken jeweils asymmetrisch zu ihrer entsprechenden Zahnlückenmittellinie sind.

Durch die asymmetrische Auslegung der Zahnlücken und die daraus resultierende ebenfalls asymmetrische Gestaltung der Zähne ist es möglich, das Profil der Zahnlücken so zu ändern und auf die Unrundheit der Rotationsscheibe abzustimmen, dass das kraftübertragende Endloselement, bspw. eine Kette, während des Ein- bzw. Auslaufens nicht mit einem der Zähne kollidiert.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Zahnlückenmittellinie jeweils im wesentlichen auf den lokalen Krümmungsmittelpunkt des Umfangs der Rotationsscheibe ausgerichtet sind.

Es hat sich gezeigt, dass die Ursache für den hohen Verschleiß der kraftübertragenden Endloselemente bei den Rotationsscheiben des Standes der Technik von großen Kraftspitzen hervorgerufen wird, die von den Zahnradzähnen auf

das Endloselement ausgeübt werden. Der Grund hierfür ist die Ausrichtung und Profilierung der kreisrunden Zahnräder des Standes der Technik.

Bei einem kreisrunden Zahnrad sind die zwischen den Zähnen befindlichen Zahnlücken jeweils zu ihrer entsprechenden Zahnlückenmittellinie symmetrisch. Bei kreisrunden Zahnrädern verläuft jede Zahnlückenmittellinie durch die Rotationsachse bzw. den Mittelpunkt des kreisrunden Zahnrads. Der Abschnitt des Zahnrads zwischen zwei solchen Zahnlückenmittellinien wird im Rahmen dieser Beschreibung Sektor genannt.

Bei einem kreisrunden Zahnrad sind alle Sektoren identisch. Durch Aneinan- dersetzen der Sektoren erhält man ein kreisrundes Zahnrad. Dabei weisen die Zahnlücken eine kontinuierliche Oberfläche ohne mit tangentialen übergängen versehenen Unstetigkeiten zwischen den Sektoren auf.

Bei den nicht-kreisförmigen oder unrunden Zahnrädern wurde bisher bei der Auslegung ebenfalls festgesetzt, dass sämtliche Zahnlückenmittellinien durch die Rotationsachse des Zahnrades verlaufen müssen. Bei derartigen Zahnrädern können jedoch nicht einfach identische Sektoren aneinandergesetzt wer- den. Vielmehr müssen die Sektoren um ein gewisses Maß verzerrt werden, um die einzelnen Sektoren entlang des nicht-kreisförmigen Umfangs aneinander- zusetzen.

Die Zahnlückenkonturen werden dann jedoch so verzerrt, dass sie im Zahn- grund des kraftübertragenden Endloselements eine erhöhte Belastung erzeugen. Darüber hinaus tritt an derartigen Konturen ein erhöhter Verschleiß auf.

Daher können die Zahnlückenmittellinien einer Rotationsscheibe der vorliegenden Erfindung nicht alle auf die Rotationsachse ausgerichtet sein, sondern sind jeweils im wesentlichen auf den lokalen Krümmungsmittelpunkt des Umfangs der Rotationsscheibe gerichtet, d.h. sie stehen senkrecht auf der Kontur des unrunden Rades. Die Zahnlückenmittellinien verlaufen dann in der Regel nicht mehr durch die Rotationsachse. Durch die gleich gehaltenen Zahnlücken wird

dann die asymmetrische Zahngeomethe bestimmt. Die Flankenkontur eines Zahns ergibt sich aus der Form benachbarter Zahnlücken. Die Kopfkontur des Zahns ergibt sich aus der Geometrie der Kontur der Wirklinie.

Durch diese Ausrichtung der Zahnlückenmittellinien auf die jeweiligen lokalen Krümmungsmittelpunkte werden Zahnlückengeometrien mit kontinuierlichen übergängen zwischen den Sektoren in den Zahnlücken erzeugt. Des weiteren wird so das Problem des erhöhten Verschleißes vermieden. Der Ein- und Auslauf des kraftübertragenden Endloselements erfolgt reibungs- und verschleißre- duziert, da die Pressung aufgrund der Kraftübertragung von den Zähnen auf das kraftübertragende Endloselement nun gleichmäßig verteilt ist und Kraftspitzen vermieden werden. Auf diese Weise stellt die erfindungsgemäße Rotationsscheibe einen wesentlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik bereit.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Umfang der Rotationsscheibe im wesentlichen unrund ist.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Profil jeder Zahnlü- cke einen den Grund der Zahnlücke bildenden ersten Abschnitt, der ein erstes Ende und ein dem ersten Ende entgegengesetztes zweites Ende aufweist, ein zur Ausbildung einer kraftübertragenden Zahnflanke vorgesehen zweiten Abschnitt, der sich an das erste Ende anschließt, und einen dritten Abschnitt um- fasst, der sich an das zweite Ende anschließt.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt eine erste Krümmungsrichtung aufweist und der zweite und der dritte Abschnitt eine zu der ersten Krümmungsrichtung entgegengesetzte zweite Krümmungsrichtung aufweisen.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Krümmungsradius des zweiten Abschnitts größer als der Krümmungsradius des ersten Abschnitts.

Durch eine derartige Ausgestaltung des Profils der Zahnlücken und die daraus resultierende Form der Zähne der Rotationsscheibe, wird eine vorteilhafte Zahnform erlangt, die ein verbessertes Ein- bzw. Auslaufverhalten insbesondere von Rollen- bzw. Hülsenketten ermöglicht.

Durch den relativ kleinen Krümmungsradius des dritten Abschnitts des Zahnlückenprofils wird erreicht, dass die Kette nicht an einer Kante des Zahnkopfs hängenbleibt. Gleichzeitig wird dadurch ein größerer Krümmungsradius in dem die kraftübertragende Zahnflanke bildenden zweiten Abschnitt des Zahnlücken- profus ermöglicht. Die kraftübertragende Zahnflanke steht somit steiler auf dem Umfang der Rotationsscheibe. Dadurch wird ein sicherer Kontakt zwischen der Rotationsscheibe und dem kraftübertragenden Endloselement sichergestellt, und darüber hinaus eine gleichmäßigere und verschleißreduzierte Kraftübertragung gewährleistet.

In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis des Krümmungsradius des zweiten Abschnitts zu dem Krümmungsradius des dritten Abschnitts in etwa 1 ,6 bis 2,2.

In einer weiteren Ausführungsform beträgt das Verhältnis des Krümmungsradius des dritten Abschnitts zu dem Krümmungsradius des ersten Abschnitts in etwa 3,5 bis 5.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis des Krümmungsradi- us des zweiten Abschnitts zu dem Krümmungsradius des ersten Abschnitts in etwa 5,5 bis 11 beträgt.

Es hat sich gezeigt, dass eine Rotationsscheibe, deren Zahnlückenprofil durch Abschnitte mit den voranstehend beschriebenen Größenverhältnissen ausge- bildet ist, ein besonders ruhiges und verschleißfreies Ein- bzw. Auslaufverhalten zeigt.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotationsscheibenradius durch eine harmonische Entwicklung der folgenden Form ausdrückbar ist:

r(t) = r mmel + ∑ Sr 1 cos(n,t + φ, ) ,

wobei hierin r mmd der mittlere Radius, Sr 1 eine Unrundheitsamplitude, H 1 eine Anzahl der Erhebungen, φ ι eine Phasenlage, und t ein Laufparameter aus einem Intervall von 0 bis 2π ist. Der mittlere Radius wird dabei in Abhängigkeit der übrigen Parameter geeignet gewählt, so dass sich eine gewünschte Länge der Umschlingungskurve der Rotationsscheibe ergibt. Die Anzahl der Erhebungen wird auch als Ordnung bezeichnet. Wie zu erkennen ist, können dem mittleren Radius auch mehrere winkelabhängige Störglieder verschiedener Ordnungen überlagert werden. Ist kein Störglied vorgesehen, erhält man eine kreisrunde Rotationsscheibe. Entsprechend ist vorgesehen, dass stets mindestens ein Störglied vorhanden ist.

Wird jeder Parameter Sr 1 gleich Null gesetzt, erhält man ebenfalls eine kreisrunde Rotationsscheibe. Entsprechend ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeder Parameter Sr 1 ungleich Null ist.

Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung umfasst mindestens zwei Rotationsscheiben und ein kraftübertragendes Endloselement zum übertragen eines Moments zwischen den Rotationsscheiben und ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Rotationsscheiben eine erfindungsgemäße Rotati- onsscheibe ist. Auf diese Weise wird auch bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ein erhöhter Verschleiß des kraftübertragenden Endloselements vermieden.

Des weiteren kann die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug ausgebildet sein.

Alternativ kann die erfindungsgemäße Antriebsvorhchtung zum Einsatz in einem Luftfahrzeug ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eine Synchronantriebsvorrichtung.

Das erfindungsgemäße Umschlingungsgetriebe umfasst mindestens zwei Rotationsscheiben und ein kraftübertragendes Endloselement zum übertragen eines Moments zwischen den Rotationsscheiben und ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Rotationsscheiben eine erfindungsgemäße Rotationsscheibe ist. Auf diese Weise wird auch bei dem erfindungsgemäßen Umschlingungsgetriebe ein erhöhter Verschleiß des kraftübertragenden Endloselements vermieden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt dabei:

Figur 1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Rotati- onsscheibe mit nicht-kreisförmigem Querschnitt und a- symmetrischen Zahnlücken.

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht eines Umfangsausschnitts einer erfindungsgemäßen Rotationsscheibe, die eine bekannte symmetrische Ausgestaltung der Zahnlücken in gestrichelten Linien und eine erfindungsgemäße asymmetrische Ausgestaltung der Zahnlücken in durchgezogenen Linien zeigt.

Figur 3 eine vergrößerte Ansicht eines Umfangsausschnitts einer erfindungsgemäßen Rotationsscheibe, die einen Aufriss der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Zahnlücken darstellt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Rotationsscheibe 10, die um eine Rotationsachse 12 rotierbar ist. über den Umfang der Rotationsscheibe 10 sind gleichmäßig verteilt eine Anzahl von Zähnen 20 mit zwischen den Zähnen 20 befindlichen Zahnlücken 22 vorgesehen.

Figur 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Umfangsausschnitts der erfindungsgemäßen Rotationsscheibe 10. Die Drehrichtung der Rotationsscheibe 10 ist dabei mit ω bezeichnet. Figur 2 zeigt dabei in gestrichelten Linien 200 eine Anordnung von Zähnen 20 einer Rotationsscheibe des Standes der Technik, bei der die Zahnlücken 22 symmetrisch ausgebildet sind. Die Zahnlücken 22 sind bei den Rotationsscheiben des Standes der Technik dabei jeweils zu Zahnlückenmittellinien 30 symmetrisch.

Demgegenüber ist in einer durchgezogenen Linie 100 die Ausgestaltung der Zähne 20 bzw. Zahnlücken 22 einer erfindungsgemäßen Rotationsscheibe 10 dargestellt. Erfindungsgemäß sind die Zahnlücken jeweils zu ihrer entsprechenden Zahnlückenmittellinie 30 asymmetrisch. Die asymmetrische Ausgestaltung der Zahnlücken 22 hat eine asymmetrische Form der Zähne 20 und die dargestellte Verschiebung des Zahnprofils der erfindungsgemäßen Rotations-

scheibe 10 gegenüber dem Zahnprofil einer Rotationsscheibe des Standes der Technik zu Folge.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Umfangsausschnitts einer erfin- dungsgemäßen Rotationsscheibe 10 die einen Aufriss der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Zahnlücken darstellt.

Das Profil einer Zahnlücke 22 ist aus einem erstem Abschnitt A, einem zweiten Abschnitt B, und einem dritten Abschnitt C gebildet. Die vorgesehene Rotati- onsrichtung der Rotationsscheibe 10 ist mit ω gekennzeichnet.

Durch die Mitte der Zahnlücke 22 verläuft eine Zahnlückenmittellinie 30. Die Zahnlückenmittellinien 30 sind dabei nicht alle auf die Rotationsachse 12, sondern jeweils auf den lokalen Krümmungsmittelpunkt des Umfangs der Rotati- onsscheibe 10 ausgerichtet.

Das Profil einer Zahnlücke 22 ist von einem Fixpunkt 58 aus zu konstruieren. Die Zahnlückenmittellinie 30 verläuft durch den Fixpunkt 58. Der Fixpunkt 58 ist der Mittelpunkt des ersten Abschnitts A, der mit einem konstanten Krümmungs- radius um den Fixpunkt 58 verläuft. Der erste Abschnitt 8 wird von einer ersten Geraden 54 und einer zweiten Geraden 56 begrenzt. Die erste Gerade 54 schließt mit der Zahnlückenmittellinie einen ersten Winkel 50 ein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der erste Winkel 50 in etwa 55° betragen. Die erste Gerade 54 und die zweite Gerade 56 schließen einen zweiten Winkel 52 ein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der zweite Winkel 52 etwa 119° betragen.

Die erste Gerade 54 schneidet den ersten Abschnitt A in einem ersten Ende 40 und die zweite Gerade 56 schneidet den ersten Abschnitt A in einem zweiten Ende 42.

In den Enden 40 und 42 liegt ein kontinuierlicher übergang zwischen dem ersten Abschnitt A und dem zweiten Abschnitt B bzw. dem dritten Abschnitt C vor.

Der zweite Abschnitt B und der dritte Abschnitt C weisen jedoch eine andere Krümmung als der erste Abschnitt A auf. Die Endpunkte 40 und 42 sind somit Wendepunkte.

Erfindungsgemäß ist der Krümmungsradius des zweiten Abschnitts B größer als der Krümmungsradius des dritten Abschnitts C. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Krümmungsradius des ersten Abschnitts 3,3 mm, der Krümmungsradius des zweiten Abschnitts 27 mm und der Krümmungsradius des dritten Abschnitts 14 mm betragen.

Generell ist es möglich, die erfindungsgemäße Rotationsscheibe beliebig zu skalieren. Das Verhältnis des Krümmungsradius des zweiten Abschnitts zu dem Krümmungsradius des dritten Abschnitts beträgt dabei etwa 1 ,6 bis 2,2. Das Verhältnis des Krümmungsradius des dritten Abschnitts C zu dem Krümmungs- radius des ersten Abschnitts A beträgt in etwa 3,5 bis 5. Das Verhältnis des Krümmungsradius des zweiten Abschnitts B zu dem Krümmungsradius des ersten Abschnitts A beträgt entsprechend etwa 5,5 bis 11.

Dadurch, dass der Krümmungsradius des zweiten Abschnitts B größer als der Krümmungsradius des dritten Abschnitts C gewählt ist, kann eine Kollision eines Riemen- bzw. Kettenelements mit dem Zahnkopf eines Zahns 22 vermieden werden. Des weiteren steht die kraftübertragende Zahnflanke, die durch den zweiten Abschnitt B gebildet ist, steiler auf dem Umfang der Rotationsscheibe 10 und gewährt so eine sichere Kraftübertragung zwischen dem Zahn 22 und dem Riemen- bzw. Kettenelement.

Durch die Kombination einer unrunden Rotationsscheibe 10 und einer asymmetrischen Zahnlückenausbildung wird ein verbessertes Ein- bzw. Auslaufverhalten ohne Kollision des Riemen- bzw. Kettenelements mit den Zähnen 20 der Rotationsscheibe 10 bereitgestellt. So wird ein Ausgleich von Drehwinkelschwankungen bei vermindertem Verschleiß der Rotationsscheibe 10 und des kraftübertragenden Endloselements ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Rotationsscheibe 10 wird vorzugsweise in einer Synchronantriebsvorrichtung oder in einem Umschlingungsgethebe eingesetzt. Die Synchronantriebsvorrichtung bzw. das Umschlingungsgethebe ist vorzugsweise zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug oder in einem Luftfahrzeug ausgebildet. Die erfindungsgemäße Rotationsscheibe 10 ist jedoch auch unabhängig von diesen Anwendungen einsetzbar, bspw. auch in Textil- oder Büromaschinen.

Bezugszeichenliste

10 Rotationsscheibe

12 Rotationsachse 20 Zähne

22 Zahnlücken

30 Zahnlücken-Mittellinien

40 erstes Ende des ersten Abschnitts

42 zweites Ende des ersten Abschnitts 50 erster Winkel zwischen erster Geraden und Zahnlückenmittellinie

52 zweiter Winkel zwischen erster Geraden und zweiter Geraden

52 erste Gerade

56 zweite Gerade

58 Fixpunkt 100 Profillinie einer erfindungsgemäßen Zahnlückenauslegung

200 Profillinie einer Zahnlückenauslegung des Standes der Technik

ω Drehrichtung

A erster Abschnitt

B zweiter Abschnitt

C dritter Abschnitt